JP5655987B2 - Antenna module - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナ素子と、ICチップと、これらが設けられる積層体と、を備えたアンテナモジュールに関する。 The present invention relates to an antenna module including an antenna element, an IC chip, and a laminate on which these are provided.
従来、この種のアンテナモジュールとして、例えば下記特許文献1に記載されたものがある。このアンテナモジュールは、複数の絶縁性基材が所定方向に積層された積層体を備えている。各基材の表面には、スパイラル状のコイルパターンが形成される。所定方向に隣り合うコイルパターンはビア導体によって接続され、アンテナ素子が形成される。ここで、積層体の一隅近辺で、ビア導体を位置させるように退避レイアウトがなされ、退避レイアウトがなされた一隅を除く少なくとも他の一隅では退避レイアウトがなされていない。
Conventionally, as this type of antenna module, for example, there is one described in
各絶縁性基材は、典型的には、樹脂材料やセラミックス材料からなり、コイルパターンおよびビア導体は、銅等の金属材料からなる。一般的に、金属材料は、樹脂材料やセラミック材料と比較して、熱による形状変化が小さい。よって、アンテナモジュールの製造工程の一部である加圧・加熱工程でビア導体の配置箇所では応力が発生しやくなる。 Each insulating substrate is typically made of a resin material or a ceramic material, and the coil pattern and the via conductor are made of a metal material such as copper. In general, a metal material has a smaller shape change due to heat than a resin material or a ceramic material. Therefore, stress is likely to occur at the location where the via conductor is disposed in the pressurizing / heating process which is a part of the manufacturing process of the antenna module.
また、コイルパターンのターン数を増やすために、隣り合うターン同士の間隔が狭くなってきている。モジュール全体の薄型化のために、より薄い基材が用いられることがある。このような条件下では、加熱工程において、まず基材が軟化するため、形状変化の小さなビア導体の影響で、基材に歪みまたはクラックが生じる場合がある。また、その後、ビア導体が軟化して、基材の歪みまたはクラックに流入すると断線したり、隣接ターンとの間でショートを引き起こしたりする。 Further, in order to increase the number of turns of the coil pattern, the interval between adjacent turns is becoming narrower. In order to reduce the thickness of the entire module, a thinner substrate may be used. Under such conditions, since the base material is first softened in the heating step, the base material may be distorted or cracked due to the influence of the via conductor having a small shape change. In addition, after that, the via conductor softens and breaks when flowing into the distortion or crack of the base material, or causes a short circuit between adjacent turns.
それゆえに、本発明の目的は、より信頼性の高いアンテナモジュールを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a more reliable antenna module.
上記目的を達成するために、本発明の第1局面は、主面を有し絶縁性材料からなる積層体と、前記積層体に設けられたICチップと、前記ICチップと接続されたアンテナ素子と、を備えたアンテナモジュールであって、前記アンテナ素子は、所定方向に並ぶ複数のコイルパターンと、前記所定方向に隣り合う二個のコイルパターン同士を電気的に接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記複数のコイルパターンのうち少なくとも一つは、前記主面の外縁に対して実質的に平行にかつ三ターン以上巻回されたスパイラル形状を有しており、前記複数のビア導体の一つは、前記少なくとも一つのコイルパターンの外周側端部に接合され、前記複数のビア導体の他の一つは、該コイルパターンの内周側端部に接合され、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部を含む第一部分パターンと、前記第一部分パターンに平行で、第一線間ギャップをあけて該第一部分パターンと隣接する第二部分パターンと、前記第二部分パターンに平行で、前記第一線間ギャップよりも小さな第二線間ギャップをあけて該第二部分パターンと隣接する第三部分パターンと、を少なくとも有する。 To achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a laminated body having a main surface and made of an insulating material, an IC chip provided in the laminated body, and an antenna element connected to the IC chip. The antenna element includes a plurality of coil patterns arranged in a predetermined direction, and a plurality of via conductors that electrically connect two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, And at least one of the plurality of coil patterns has a spiral shape wound substantially parallel to the outer edge of the main surface and three or more turns, and the plurality of vias One of the conductors is bonded to the outer peripheral side end of the at least one coil pattern, and the other one of the plurality of via conductors is bonded to the inner peripheral side end of the coil pattern. The coil pattern includes a first partial pattern including the outer peripheral side end, a second partial pattern that is parallel to the first partial pattern and that is adjacent to the first partial pattern with a first inter-line gap therebetween, and the second partial pattern And a third partial pattern adjacent to the second partial pattern with a second inter-line gap smaller than the first inter-line gap.
ここで、第2局面は、第1局面において、前記第一部分パターンの線幅は、前記第二部分パターンおよび前記第三部分パターンの線幅よりも大きい。
また、第3局面は、第1局面または第2局面において、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部に向かって延びかつ前記第一部分パターンに対し垂直な第四部分パターンを、さらに有しており、前記第一部分パターンの線幅と、前記第四部分パターンの線幅とは同じである。
また、第4局面は、第1局面〜第3局面のいずれかにおいて、前記少なくとも一つのコイルパターンにおいて、前記外周側端部に接合されるビア導体と、前記内周側端部に接合されるビア導体とは、前記スパイラルの巻回中心から見て同方向に設けられている。
また、第5局面は、第1局面〜第4局面のいずれかにおいて、前記ICチップは、前記積層体の主面に搭載され、前記アンテナモジュールは、前記主面に搭載された前記ICチップを封止する封止層を、さらに備え、前記封止層の表面が対象物に取り付けられる。
Here, in the second aspect, in the first aspect, the line width of the first partial pattern is larger than the line widths of the second partial pattern and the third partial pattern.
In a third aspect according to the first aspect or the second aspect, the at least one coil pattern further includes a fourth partial pattern extending toward the outer peripheral side end and perpendicular to the first partial pattern. and it has a line width of the first partial pattern, wherein the line width of the fourth portion pattern is the same.
Further, in any one of the first aspect to the third aspect, the fourth aspect is joined to the via conductor joined to the outer peripheral end and the inner peripheral end in the at least one coil pattern. The via conductor is provided in the same direction as viewed from the spiral winding center.
Further, a fifth aspect is any one of the first aspect to the fourth aspect, wherein the IC chip is mounted on a main surface of the laminate, and the antenna module includes the IC chip mounted on the main surface. A sealing layer for sealing is further provided, and the surface of the sealing layer is attached to the object.
また、第6局面は、第5局面において、前記アンテナ素子において、前記対象物に相対的に近いコイルパターンのターン数は、該対象物から相対的に遠いコイルパターンのターン数よりも多い。
また、第7局面は、第5局面において、前記アンテナ素子において、前記対象物に相対的に近いコイルパターンのターン数は、該対象物から相対的に遠いコイルパターンのターン数よりも少ない。
また、第8局面は、第5局面〜第7局面のいずれかにおいて、前記封止層の前記所定方向に沿う厚さは、前記積層体内において、該所定方向に沿う両端のコイルパターン間の距離よりも大きい。
また、第9局面は、第5局面〜第8局面のいずれかにおいて、前記封止層の誘電率は、前記絶縁性基材の誘電率よりも小さい。
また、第10局面は、第1局面〜第9局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記少なくとも一つのコイルパターンの最内周側のターンから、前記第一部分パターンと平行な方向に前記内周側端部位置まで引き出されている引出導体パターンを、さらに有する。According to a sixth aspect, in the fifth aspect, in the antenna element, the number of turns of the coil pattern relatively close to the object is larger than the number of turns of the coil pattern relatively far from the object.
According to a seventh aspect, in the fifth aspect, in the antenna element, the number of turns of the coil pattern relatively close to the object is smaller than the number of turns of the coil pattern relatively far from the object.
The eighth aspect is any one of the fifth to seventh aspects, wherein the thickness of the sealing layer along the predetermined direction is a distance between the coil patterns at both ends along the predetermined direction in the laminate. Bigger than.
In a ninth aspect according to any one of the fifth to eighth aspects, the dielectric constant of the sealing layer is smaller than the dielectric constant of the insulating substrate.
Further, a tenth aspect is any one of the first aspect to the ninth aspect, wherein the antenna element is arranged in a direction parallel to the first partial pattern from a turn on the innermost peripheral side of the at least one coil pattern. It further has a lead conductor pattern that is led out to the peripheral end position.
また、第11局面は、第10局面において、前記引出導体パターンは、前記所定方向に隣り合う二つのコイルパターンの一方および他方にそれぞれ設けられ、前記一方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンと、前記他方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンとは互いに直交する。
また、第12局面は、第10局面または第11局面において、前記引出導体パターンの線幅は、前記コイルパターンの最内周側のターンの線幅よりも大きい。
また、第13局面は、第1局面〜第12局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記積層体内で前記所定方向に並ぶ少なくとも三個のコイルパターンと、該所定方向に隣り合う二個のコイルパターンを接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記所定方向に隣接する二個のコイルパターンにおいて、所定方向からの平面視で、外周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じであり、内周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じである。
また、第14局面は、第1局面〜第13局面のいずれかにおいて、前記複数のコイルパターンは、互いに逆向きの電流が流れる第一部分パターンおよび第二部分パターンを少なくとも有し、各前記コイルパターンにおいて、前記第一部分パターンの数と前記第二部分パターンの数は異なっており、かつ、前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは同じである。
また、第15局面は、第1局面〜第13局面のいずれかにおいて、前記複数のコイルパターンは、互いに逆向きの電流が流れる第一部分パターンおよび第二部分パターンを少なくとも有し、前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは異なっている。An eleventh aspect is the tenth aspect, wherein the lead conductor pattern is provided on one and the other of the two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, and the lead conductor pattern provided on the one coil pattern; The lead conductor patterns provided on the other coil pattern are orthogonal to each other.
In a twelfth aspect according to the tenth aspect or the eleventh aspect, the line width of the lead conductor pattern is larger than the line width of the innermost turn of the coil pattern.
Further, in a thirteenth aspect according to any one of the first aspect to the twelfth aspect, the antenna element includes at least three coil patterns arranged in the predetermined direction in the stacked body, and two adjacent to the predetermined direction. A plurality of via conductors connecting the coil patterns, and in the two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the positions of the via conductors provided at the outer peripheral side end portions in plan view from the predetermined direction are mutually The positions of the via conductors provided at the inner peripheral end are the same.
Further, in a fourteenth aspect, in any one of the first to thirteenth aspects, the plurality of coil patterns include at least a first partial pattern and a second partial pattern in which currents in opposite directions flow, and each of the coil patterns The number of the first partial patterns is different from the number of the second partial patterns, and in the antenna element, the total number of the first partial patterns and the total number of the second partial patterns are the same.
Further, in a fifteenth aspect according to any one of the first aspect to the thirteenth aspect, the plurality of coil patterns include at least a first partial pattern and a second partial pattern in which currents in opposite directions flow, and in the antenna element The total number of the first partial patterns is different from the total number of the second partial patterns.
また、第16局面は、アンテナモジュールであって、主面を有し絶縁性材料からなる積層体と、前記積層体の前記主面上に搭載されたICチップと、前記ICチップと接続されたアンテナ素子と、前記ICチップを封止する封止層と、を備えており、前記封止層の表面を用いて対象物に取り付けられるアンテナモジュールであって、前記アンテナ素子は、所定方向に並ぶ複数のコイルパターンと、前記所定方向に隣り合う二個のコイルパターン同士を電気的に接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記複数のコイルパターンにおいて、前記対象物に相対的に近いコイルパターンのターン数は、該対象物から相対的に遠いコイルパターンのターン数よりも多い。 Further, the sixteenth aspect is an antenna module, which is a laminate having a main surface and made of an insulating material, an IC chip mounted on the main surface of the laminate, and connected to the IC chip. An antenna module including an antenna element and a sealing layer that seals the IC chip, the antenna module being attached to an object using a surface of the sealing layer, wherein the antenna elements are arranged in a predetermined direction Including a plurality of coil patterns and a plurality of via conductors that electrically connect two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, and the plurality of coil patterns are relatively close to the object. The number of turns of the coil pattern is larger than the number of turns of the coil pattern relatively far from the object.
第17局面は、第16局面において、前記複数のコイルパターンのうち少なくとも一つは、前記主面の外縁に対して実質的に平行にかつ三ターン以上巻回されたスパイラル形状を有しており、前記複数のビア導体の一つは、前記少なくとも一つのコイルパターンの外周側端部に接合され、前記複数のビア導体の他の一つは、該コイルパターンの内周側端部に接合され、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部を含む第一部分パターンと、前記第一部分パターンに平行で、第一線間ギャップをあけて該第一部分パターンと隣接する第二部分パターンと、前記第二部分パターンに平行で、前記第一線間ギャップよりも小さな第二線間ギャップをあけて該第二部分パターンと隣接する第三部分パターンと、を少なくとも有する。
第18局面は、第17局面において、前記第一部分パターンの線幅は、前記第二部分パターンおよび前記第三部分パターンの線幅よりも大きい。
第19局面は、第17局面または第18局面において、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部に向かって延びかつ前記第一部分パターンに対し垂直な第四部分パターンを、さらに有しており、前記第一部分パターンの線幅と、前記第四部分パターンの線幅とは概ね同じである。
第20局面は、第17局面〜第19局面のいずれかにおいて、前記少なくとも一つのコイルパターンにおいて、前記外周側端部に接合されるビア導体と、前記内周側端部に接合されるビア導体とは、前記スパイラルの巻回中心から見て概ね同方向に設けられている。A seventeenth aspect is the sixteenth aspect, wherein at least one of the plurality of coil patterns has a spiral shape wound substantially parallel to the outer edge of the main surface and having three or more turns. One of the plurality of via conductors is bonded to the outer peripheral side end of the at least one coil pattern, and the other one of the plurality of via conductors is bonded to the inner peripheral side end of the coil pattern. The at least one coil pattern includes a first partial pattern including the outer peripheral end, a second partial pattern that is parallel to the first partial pattern and that is adjacent to the first partial pattern with a first inter-line gap therebetween, And a third partial pattern that is parallel to the second partial pattern and that is adjacent to the second partial pattern with a second inter-line gap smaller than the first inter-line gap.
In an eighteenth aspect according to the seventeenth aspect, a line width of the first partial pattern is larger than a line width of the second partial pattern and the third partial pattern.
A nineteenth aspect is the seventeenth aspect or the eighteenth aspect, wherein the at least one coil pattern further has a fourth partial pattern extending toward the outer peripheral side end and perpendicular to the first partial pattern. The line width of the first partial pattern is substantially the same as the line width of the fourth partial pattern.
In a twentieth aspect according to any one of the seventeenth aspect to the nineteenth aspect, in the at least one coil pattern, a via conductor joined to the outer peripheral end and a via conductor joined to the inner peripheral end. Is provided in substantially the same direction as viewed from the winding center of the spiral.
第21局面は、第16局面〜第20局面のいずれかにおいて、前記封止層の前記所定方向に沿う厚さは、前記積層体内において、該所定方向に沿う両端のコイルパターン間の距離よりも大きい。
第22局面は、第16局面〜第21局面のいずれかにおいて、前記封止層の誘電率は、前記絶縁性基材の誘電率よりも小さい。
第23局面は、第16局面〜第22局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記少なくとも一つのコイルパターンの最内周側のターンから、前記第一部分パターンと平行な方向に前記内周側端部位置まで引き出されている引出導体パターンを、さらに有する。
第24局面は、第23局面において、前記引出導体パターンは、前記所定方向に隣り合う二つのコイルパターンの一方および他方にそれぞれ設けられ、前記一方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンと、前記他方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンとは互いに直交する。
第25局面は、第23局面または第24局面において、前記引出導体パターンの線幅は、前記コイルパターンの最内周側のターンの線幅よりも大きい。In any one of the sixteenth to twentieth aspects, the twenty-first aspect is that the thickness of the sealing layer along the predetermined direction is greater than the distance between the coil patterns at both ends along the predetermined direction in the laminate. large.
In a twenty-second aspect, any one of the sixteenth to twenty-first aspects, the dielectric constant of the sealing layer is smaller than the dielectric constant of the insulating base material.
In a twenty-third aspect, according to any one of the sixteenth to twenty-second aspects, the antenna element is arranged on the inner peripheral side in a direction parallel to the first partial pattern from a turn on the innermost peripheral side of the at least one coil pattern. It further has a lead conductor pattern drawn to the end position.
According to a twenty-fourth aspect, in the twenty-third aspect, the lead conductor pattern is provided on one and the other of two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the lead conductor pattern provided on the one coil pattern, and the other The lead conductor patterns provided in the coil patterns are orthogonal to each other.
In a twenty-fifth aspect, in the twenty-third aspect or the twenty-fourth aspect, the line width of the lead conductor pattern is larger than the line width of the innermost turn of the coil pattern.
第26局面は、第16局面〜第25局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記積層体内で前記所定方向に並ぶ少なくとも三個のコイルパターンと、該所定方向に隣り合う二個のコイルパターンを接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記所定方向に隣接する二個のコイルパターンにおいて、所定方向からの平面視で、外周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じであり、内周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じである。
第27局面は、第16局面〜第26局面のいずれかにおいて、前記複数のコイルパターンは、互いに逆向きの電流が流れる第一部分パターンおよび第二部分パターンを少なくとも有し、各前記コイルパターンにおいて、前記第一部分パターンの数と前記第二部分パターンの数は異なっており、かつ、前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは同じである。
第28局面は、第16局面〜第26局面のいずれかにおいて、前記複数のコイルパターンは、互いに逆向きの電流が流れる第一部分パターンおよび第二部分パターンを少なくとも有し、前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは異なっている。According to a twenty-sixth aspect, in any one of the sixteenth to twenty-fifth aspects, the antenna element includes at least three coil patterns arranged in the predetermined direction in the stacked body and two coil patterns adjacent in the predetermined direction. In the two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the positions of the via conductors provided at the outer peripheral end portions are the same in plan view from the predetermined direction. In addition, the positions of the via conductors provided at the inner peripheral end are the same.
The twenty-seventh aspect is any one of the sixteenth to twenty-sixth aspects, wherein the plurality of coil patterns include at least a first partial pattern and a second partial pattern in which currents in opposite directions flow, The number of the first partial patterns and the number of the second partial patterns are different, and in the antenna element, the total number of the first partial patterns and the total number of the second partial patterns are the same.
In a twenty-eighth aspect, in any one of the sixteenth to twenty-sixth aspects, the plurality of coil patterns include at least a first partial pattern and a second partial pattern in which currents in opposite directions flow, and in the antenna element, The total number of the first partial patterns is different from the total number of the second partial patterns.
第29局面は、主面を有し絶縁性材料からなる積層体と、前記積層体の前記主面上に搭載されたICチップと、前記ICチップと接続されたアンテナ素子と、前記ICチップを封止する封止層と、を備えており、前記封止層の表面を用いて対象物に取り付けられるアンテナモジュールであって、前記アンテナ素子は、所定方向に並ぶ複数のコイルパターンと、前記所定方向に隣り合う二個のコイルパターン同士を電気的に接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記複数のコイルパターンにおいて、前記対象物に相対的に近いコイルパターンのターン数は、該対象物から相対的に遠いコイルパターンのターン数よりも少ない。 According to a twenty-ninth aspect, a laminated body having a main surface and made of an insulating material, an IC chip mounted on the main surface of the laminated body, an antenna element connected to the IC chip, and the IC chip An antenna module attached to an object using a surface of the sealing layer, wherein the antenna element includes a plurality of coil patterns arranged in a predetermined direction, and the predetermined A plurality of via conductors that electrically connect two coil patterns adjacent to each other in the direction, and in the plurality of coil patterns, the number of turns of the coil pattern relatively close to the object is Less than the number of turns of the coil pattern relatively far from the object.
第30局面は、第29局面において、前記複数のコイルパターンのうち少なくとも一つは、前記主面の外縁に対して実質的に平行にかつ三ターン以上巻回されたスパイラル形状を有しており、前記複数のビア導体の一つは、前記少なくとも一つのコイルパターンの外周側端部に接合され、前記複数のビア導体の他の一つは、該コイルパターンの内周側端部に接合され、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部を含む第一部分パターンと、前記第一部分パターンに平行で、第一線間ギャップをあけて該第一部分パターンと隣接する第二部分パターンと、前記第二部分パターンに平行で、前記第一線間ギャップよりも小さな第二線間ギャップをあけて該第二部分パターンと隣接する第三部分パターンと、を少なくとも有する。
第31局面は、第30局面において、前記第一部分パターンの線幅は、前記第二部分パターンおよび前記第三部分パターンの線幅よりも大きい。
第32局面は、第30局面または第31局面において、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部に向かって延びかつ前記第一部分パターンに対し垂直な第四部分パターンを、さらに有しており、前記第一部分パターンの線幅と、前記第四部分パターンの線幅とは概ね同じである。A thirtieth aspect is the twenty-ninth aspect, wherein at least one of the plurality of coil patterns has a spiral shape wound substantially parallel to the outer edge of the main surface and having three or more turns. One of the plurality of via conductors is bonded to the outer peripheral side end of the at least one coil pattern, and the other one of the plurality of via conductors is bonded to the inner peripheral side end of the coil pattern. The at least one coil pattern includes a first partial pattern including the outer peripheral end, a second partial pattern that is parallel to the first partial pattern and that is adjacent to the first partial pattern with a first inter-line gap therebetween, And a third partial pattern that is parallel to the second partial pattern and that is adjacent to the second partial pattern with a second inter-line gap smaller than the first inter-line gap.
In a thirty-first aspect, the line width of the first partial pattern is greater than the line widths of the second partial pattern and the third partial pattern.
A thirty-second aspect is the thirty-first or thirty-first aspect, wherein the at least one coil pattern further has a fourth partial pattern extending toward the outer peripheral side end and perpendicular to the first partial pattern. The line width of the first partial pattern is substantially the same as the line width of the fourth partial pattern.
第33局面は、第30局面〜第32局面のいずれかにおいて、前記少なくとも一つのコイルパターンにおいて、前記外周側端部に接合されるビア導体と、前記内周側端部に接合されるビア導体とは、前記スパイラルの巻回中心から見て概ね同方向に設けられている。
第34局面は、第29局面〜第33局面のいずれかにおいて、前記封止層の前記所定方向に沿う厚さは、前記積層体内において、該所定方向に沿う両端のコイルパターン間の距離よりも大きい。
第35局面は、第29局面〜第34局面のいずれかにおいて、前記封止層の誘電率は、前記絶縁性基材の誘電率よりも小さい。
第36局面は、第29局面〜第35局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記少なくとも一つのコイルパターンの最内周側のターンから、前記第一部分パターンと平行な方向に前記内周側端部位置まで引き出されている引出導体パターンを、さらに有する。
第37局面は、第36局面において、前記引出導体パターンは、前記所定方向に隣り合う二つのコイルパターンの一方および他方にそれぞれ設けられ、前記一方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンと、前記他方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンとは互いに直交する。In a thirty-third aspect, in any one of the thirtieth to thirty-second aspects, in the at least one coil pattern, a via conductor joined to the outer peripheral end and a via conductor joined to the inner peripheral end. Is provided in substantially the same direction as viewed from the winding center of the spiral.
In a thirty-fourth aspect according to any one of the twenty-ninth to thirty-third aspects, the thickness of the sealing layer along the predetermined direction is greater than the distance between the coil patterns at both ends along the predetermined direction in the stacked body. large.
In a 35th aspect according to any one of the 29th aspect to the 34th aspect, a dielectric constant of the sealing layer is smaller than a dielectric constant of the insulating base material.
A thirty-sixth aspect is any one of the twenty-ninth aspect to the thirty-fifth aspect, wherein the antenna element is arranged on the inner peripheral side in a direction parallel to the first partial pattern from the innermost peripheral turn of the at least one coil pattern. It further has a lead conductor pattern drawn to the end position.
A thirty-seventh aspect is the thirty-sixth aspect, wherein the lead conductor pattern is provided on one and the other of two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the lead conductor pattern provided on the one coil pattern, and the other The lead conductor patterns provided in the coil patterns are orthogonal to each other.
第38局面は、第36局面または第37局面において、前記引出導体パターンの線幅は、前記コイルパターンの最内周側のターンの線幅よりも大きい。
第39局面は、第29局面〜第38局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記積層体内で前記所定方向に並ぶ少なくとも三個のコイルパターンと、該所定方向に隣り合う二個のコイルパターンを接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記所定方向に隣接する二個のコイルパターンにおいて、所定方向からの平面視で、外周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じであり、内周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じである。
第40局面は、第29局面〜第39局面のいずれかにおいて、前記複数のコイルパターンは、互いに逆向きの電流が流れる第一部分パターンおよび第二部分パターンを少なくとも有し、各前記コイルパターンにおいて、前記第一部分パターンの数と前記第二部分パターンの数は異なっており、かつ、前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは同じである。
第41局面は、第29局面〜第39局面のいずれかにおいて、前記複数のコイルパターンは、互いに逆向きの電流が流れる第一部分パターンおよび第二部分パターンを少なくとも有し、前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは異なっている。In a thirty-eighth aspect, in the thirty-sixth aspect or the thirty-seventh aspect, the line width of the lead conductor pattern is larger than the line width of the innermost turn of the coil pattern.
A thirty-ninth aspect is any one of the twenty-ninth to thirty-eighth aspects, in which the antenna element includes at least three coil patterns arranged in the predetermined direction in the laminated body and two coil patterns adjacent in the predetermined direction. In the two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the positions of the via conductors provided at the outer peripheral end portions are the same in plan view from the predetermined direction. In addition, the positions of the via conductors provided at the inner peripheral end are the same.
The fortyth aspect is any one of the twenty-ninth to thirty-ninth aspects, wherein the plurality of coil patterns have at least a first partial pattern and a second partial pattern in which currents in opposite directions flow, and in each of the coil patterns, The number of the first partial patterns and the number of the second partial patterns are different, and in the antenna element, the total number of the first partial patterns and the total number of the second partial patterns are the same.
In a forty-first aspect, in any one of the twenty-ninth to thirty-ninth aspects, the plurality of coil patterns include at least a first partial pattern and a second partial pattern in which currents in opposite directions flow, and in the antenna element, The total number of the first partial patterns is different from the total number of the second partial patterns.
第42局面は、主面を有し絶縁性材料からなる積層体と、前記積層体の前記主面上に搭載されたICチップと、前記ICチップと接続されたアンテナ素子と、前記ICチップを封止する封止層と、を備えており、前記封止層の表面を用いて対象物に取り付けられるアンテナモジュールであって、前記アンテナ素子は、所定方向に並ぶ複数のコイルパターンと、前記所定方向に隣り合う二個のコイルパターン同士を電気的に接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記封止層の前記所定方向に沿う厚さは、前記積層体内において、該所定方向に沿う両端のコイルパターン間の距離よりも大きい。 A forty-second aspect includes a laminate having a main surface and made of an insulating material, an IC chip mounted on the main surface of the laminate, an antenna element connected to the IC chip, and the IC chip. An antenna module attached to an object using a surface of the sealing layer, wherein the antenna element includes a plurality of coil patterns arranged in a predetermined direction, and the predetermined A plurality of via conductors that electrically connect two coil patterns adjacent to each other in a direction, and the thickness of the sealing layer along the predetermined direction is within the stacked body in the predetermined direction. It is larger than the distance between the coil patterns at both ends along.
第43局面は、第42局面において、前記複数のコイルパターンのうち少なくとも一つは、前記主面の外縁に対して実質的に平行にかつ三ターン以上巻回されたスパイラル形状を有しており、前記複数のビア導体の一つは、前記少なくとも一つのコイルパターンの外周側端部に接合され、前記複数のビア導体の他の一つは、該コイルパターンの内周側端部に接合され、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部を含む第一部分パターンと、前記第一部分パターンに平行で、第一線間ギャップをあけて該第一部分パターンと隣接する第二部分パターンと、前記第二部分パターンに平行で、前記第一線間ギャップよりも小さな第二線間ギャップをあけて該第二部分パターンと隣接する第三部分パターンと、を少なくとも有する。 In a forty-third aspect, in the forty-second aspect, at least one of the plurality of coil patterns has a spiral shape wound substantially parallel to the outer edge of the main surface and having three or more turns. One of the plurality of via conductors is bonded to the outer peripheral side end of the at least one coil pattern, and the other one of the plurality of via conductors is bonded to the inner peripheral side end of the coil pattern. The at least one coil pattern includes a first partial pattern including the outer peripheral end, a second partial pattern that is parallel to the first partial pattern and that is adjacent to the first partial pattern with a first inter-line gap therebetween, And a third partial pattern that is parallel to the second partial pattern and that is adjacent to the second partial pattern with a second inter-line gap smaller than the first inter-line gap.
第44局面は、第43局面において、前記第一部分パターンの線幅は、前記第二部分パターンおよび前記第三部分パターンの線幅よりも大きい。
第45局面は、第43局面または第44局面において、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部に向かって延びかつ前記第一部分パターンに対し垂直な第四部分パターンを、さらに有しており、前記第一部分パターンの線幅と、前記第四部分パターンの線幅とは概ね同じである。
第46局面は、第43局面〜第45局面のいずれかにおいて、前記少なくとも一つのコイルパターンにおいて、前記外周側端部に接合されるビア導体と、前記内周側端部に接合されるビア導体とは、前記スパイラルの巻回中心から見て概ね同方向に設けられている。
第47局面は、第43局面〜第46局面のいずれかにおいて、前記封止層の前記所定方向に沿う厚さは、前記積層体内において、該所定方向に沿う両端のコイルパターン間の距離よりも大きい。
第48局面は、第42局面〜第47局面のいずれかにおいて、前記封止層の誘電率は、前記絶縁性基材の誘電率よりも小さい。In a forty-fourth aspect, in the forty-third aspect, the line width of the first partial pattern is larger than the line widths of the second partial pattern and the third partial pattern.
In a forty-fifth aspect, in the forty-third aspect or forty-fourth aspect, the at least one coil pattern further has a fourth partial pattern extending toward the outer peripheral side end and perpendicular to the first partial pattern. The line width of the first partial pattern is substantially the same as the line width of the fourth partial pattern.
A forty-sixth aspect is any one of the forty-third to forty-fifth aspects, in the at least one coil pattern, a via conductor joined to the outer peripheral end and a via conductor joined to the inner peripheral end. Is provided in substantially the same direction as viewed from the winding center of the spiral.
In a 47th aspect according to any one of the 43rd to 46th aspects, the thickness of the sealing layer along the predetermined direction is greater than the distance between the coil patterns at both ends along the predetermined direction in the stacked body. large.
A forty-eighth aspect is any one of the forty-second to forty-seventh aspects, wherein a dielectric constant of the sealing layer is smaller than a dielectric constant of the insulating base material.
第49局面は、第42局面〜第48局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記少なくとも一つのコイルパターンの最内周側のターンから、前記第一部分パターンと平行な方向に前記内周側端部位置まで引き出されている引出導体パターンを、さらに有する。
第50局面は、第49局面において、前記引出導体パターンは、前記所定方向に隣り合う二つのコイルパターンの一方および他方にそれぞれ設けられ、前記一方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンと、前記他方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンとは互いに直交する。
第51局面は、第49局面または第50局面において、前記引出導体パターンの線幅は、前記コイルパターンの最内周側のターンの線幅よりも大きい。
第52局面は、第42局面〜第51局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記積層体内で前記所定方向に並ぶ少なくとも三個のコイルパターンと、該所定方向に隣り合う二個のコイルパターンを接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記所定方向に隣接する二個のコイルパターンにおいて、所定方向からの平面視で、外周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じであり、内周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じである。A forty-ninth aspect is any one of the forty-second to forty-eighth aspects, wherein the antenna element is arranged on the inner peripheral side in a direction parallel to the first partial pattern from a turn on the innermost peripheral side of the at least one coil pattern. It further has a lead conductor pattern drawn to the end position.
A 50th aspect is the 49th aspect, wherein the lead conductor pattern is provided on one and the other of the two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the lead conductor pattern provided on the one coil pattern, and the other The lead conductor patterns provided in the coil patterns are orthogonal to each other.
According to a 51st aspect, in the 49th aspect or the 50th aspect, the line width of the lead conductor pattern is larger than the line width of the innermost turn of the coil pattern.
According to a 52nd aspect, in any one of the 42nd to 51st aspects, the antenna element includes at least three coil patterns arranged in the predetermined direction in the stacked body, and two coil patterns adjacent in the predetermined direction. In the two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the positions of the via conductors provided at the outer peripheral end portions are the same in plan view from the predetermined direction. In addition, the positions of the via conductors provided at the inner peripheral end are the same.
第53局面は、第42局面〜第52局面のいずれかにおいて、前記複数のコイルパターンは、互いに逆向きの電流が流れる第一部分パターンおよび第二部分パターンを少なくとも有し、各前記コイルパターンにおいて、前記第一部分パターンの数と前記第二部分パターンの数は異なっており、かつ、前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは同じである。
第54局面は、第42局面〜第52局面のいずれかにおいて、前記複数のコイルパターンは、互いに逆向きの電流が流れる第一部分パターンおよび第二部分パターンを少なくとも有し、前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは異なっている。The 53rd aspect is any one of the 42nd aspect to the 52nd aspect, wherein the plurality of coil patterns include at least a first partial pattern and a second partial pattern in which currents in opposite directions flow, The number of the first partial patterns and the number of the second partial patterns are different, and in the antenna element, the total number of the first partial patterns and the total number of the second partial patterns are the same.
According to a 54th aspect, in any one of the 42nd aspect to the 52nd aspect, the plurality of coil patterns include at least a first partial pattern and a second partial pattern in which currents in opposite directions flow, and the antenna element includes: The total number of the first partial patterns is different from the total number of the second partial patterns.
第55局面は、主面を有し絶縁性材料からなる積層体と、前記積層体に設けられたICチップと、前記ICチップと接続されたアンテナ素子と、を備えたアンテナモジュールであって、前記アンテナ素子は、所定方向に並ぶ複数のコイルパターンと、前記所定方向に隣り合う二個のコイルパターン同士を電気的に接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記複数のコイルパターンは、互いに逆向きの電流が流れる第一部分パターンおよび第二部分パターンを少なくとも有し、各前記コイルパターンにおいて、前記第一部分パターンの数と前記第二部分パターンの数は異なっており、かつ、前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは同じである。 A 55th aspect is an antenna module comprising a laminate having a main surface and made of an insulating material, an IC chip provided in the laminate, and an antenna element connected to the IC chip, The antenna element includes a plurality of coil patterns arranged in a predetermined direction, and a plurality of via conductors that electrically connect two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction. At least a first partial pattern and a second partial pattern through which currents flowing in opposite directions flow, and in each of the coil patterns, the number of the first partial patterns and the number of the second partial patterns are different, and the antenna In the element, the total number of the first partial patterns and the total number of the second partial patterns are the same.
第56局面は、第55局面において、前記複数のコイルパターンのうち少なくとも一つは、前記主面の外縁に対して実質的に平行にかつ三ターン以上巻回されたスパイラル形状を有しており、前記複数のビア導体の一つは、前記少なくとも一つのコイルパターンの外周側端部に接合され、前記複数のビア導体の他の一つは、該コイルパターンの内周側端部に接合され、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部を含む第一部分パターンと、前記第一部分パターンに平行で、第一線間ギャップをあけて該第一部分パターンと隣接する第二部分パターンと、前記第二部分パターンに平行で、前記第一線間ギャップよりも小さな第二線間ギャップをあけて該第二部分パターンと隣接する第三部分パターンと、を少なくとも有する。
第57局面は、第56局面において、前記第一部分パターンの線幅は、前記第二部分パターンおよび前記第三部分パターンの線幅よりも大きい。
第58局面は、第56局面または第57局面において、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部に向かって延びかつ前記第一部分パターンに対し垂直な第四部分パターンを、さらに有しており、前記第一部分パターンの線幅と、前記第四部分パターンの線幅とは概ね同じである。A fifty-sixth aspect is the fifty-fifth aspect, wherein at least one of the plurality of coil patterns has a spiral shape wound substantially parallel to the outer edge of the main surface and three or more turns. One of the plurality of via conductors is bonded to the outer peripheral side end of the at least one coil pattern, and the other one of the plurality of via conductors is bonded to the inner peripheral side end of the coil pattern. The at least one coil pattern includes a first partial pattern including the outer peripheral end, a second partial pattern that is parallel to the first partial pattern and that is adjacent to the first partial pattern with a first inter-line gap therebetween, And a third partial pattern that is parallel to the second partial pattern and that is adjacent to the second partial pattern with a second inter-line gap smaller than the first inter-line gap.
According to a 57th aspect, in the 56th aspect, a line width of the first partial pattern is larger than a line width of the second partial pattern and the third partial pattern.
A 58th aspect is the 56th aspect or the 57th aspect, wherein the at least one coil pattern further has a fourth partial pattern extending toward the outer peripheral end and perpendicular to the first partial pattern. The line width of the first partial pattern is substantially the same as the line width of the fourth partial pattern.
第59局面は、第56局面〜第58局面のいずれかにおいて、前記少なくとも一つのコイルパターンにおいて、前記外周側端部に接合されるビア導体と、前記内周側端部に接合されるビア導体とは、前記スパイラルの巻回中心から見て概ね同方向に設けられている。
第60局面は、第56局面〜第59局面のいずれかにおいて、前記ICチップは、前記積層体の主面に搭載され、前記アンテナモジュールは、前記主面に搭載された前記ICチップを封止する封止層を、さらに備え、前記封止層の表面が対象物に取り付けられる。
第61局面は、第60局面において、前記アンテナ素子において、前記対象物に相対的に近いコイルパターンのターン数は、該対象物から相対的に遠いコイルパターンのターン数よりも多い。
第62局面は、第60局面において、前記アンテナ素子において、前記対象物に相対的に近いコイルパターンのターン数は、該対象物から相対的に遠いコイルパターンのターン数よりも少ない。
第63局面は、第60局面〜第62局面のいずれかにおいて、前記封止層の前記所定方向に沿う厚さは、前記積層体内において、該所定方向に沿う両端のコイルパターン間の距離よりも大きい。A 59th aspect is any one of the 56th to 58th aspects, in the at least one coil pattern, a via conductor joined to the outer peripheral side end and a via conductor joined to the inner peripheral side end. Is provided in substantially the same direction as viewed from the winding center of the spiral.
A 60th aspect is any one of the 56th to 59th aspects, wherein the IC chip is mounted on a main surface of the laminate, and the antenna module seals the IC chip mounted on the main surface. A sealing layer to be attached, and a surface of the sealing layer is attached to the object.
According to a 61st aspect, in the 60th aspect, in the antenna element, the number of turns of the coil pattern relatively close to the object is larger than the number of turns of the coil pattern relatively distant from the object.
According to a 62nd aspect, in the 60th aspect, in the antenna element, the number of turns of a coil pattern relatively close to the object is smaller than the number of turns of a coil pattern relatively far from the object.
According to a 63rd aspect, in any one of the 60th aspect to the 62nd aspect, the thickness of the sealing layer along the predetermined direction is greater than the distance between the coil patterns at both ends along the predetermined direction in the stacked body. large.
第64局面は、第60局面〜第63局面のいずれかにおいて、前記封止層の誘電率は、前記絶縁性基材の誘電率よりも小さい。
第65局面は、第56局面〜第64局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記少なくとも一つのコイルパターンの最内周側のターンから、前記第一部分パターンと平行な方向に前記内周側端部位置まで引き出されている引出導体パターンを、さらに有する。
第66局面は、第65局面において、前記引出導体パターンは、前記所定方向に隣り合う二つのコイルパターンの一方および他方にそれぞれ設けられ、前記一方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンと、前記他方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンとは互いに直交する。
第67局面は、第65局面または第66局面において、前記引出導体パターンの線幅は、前記コイルパターンの最内周側のターンの線幅よりも大きい。
第68局面は、第55局面〜第67局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記積層体内で前記所定方向に並ぶ少なくとも三個のコイルパターンと、該所定方向に隣り合う二個のコイルパターンを接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記所定方向に隣接する二個のコイルパターンにおいて、所定方向からの平面視で、外周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じであり、内周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じである。A sixty-fourth aspect is any one of the sixty-sixth aspect to the sixty-third aspect, wherein a dielectric constant of the sealing layer is smaller than a dielectric constant of the insulating base material.
A 65th aspect according to any one of the 56th to 64th aspects, wherein the antenna element is arranged on the inner peripheral side in a direction parallel to the first partial pattern from a turn on the innermost peripheral side of the at least one coil pattern. It further has a lead conductor pattern drawn to the end position.
A 66th aspect is the 65th aspect, wherein the lead conductor pattern is provided on one and the other of the two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the lead conductor pattern provided on the one coil pattern, and the other The lead conductor patterns provided in the coil patterns are orthogonal to each other.
In a 67th aspect, in the 65th aspect or the 66th aspect, the line width of the lead conductor pattern is larger than the line width of the innermost turn of the coil pattern.
A 68th aspect is any one of the 55th to 67th aspects, wherein the antenna element includes at least three coil patterns arranged in the predetermined direction in the stacked body and two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction. In the two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the positions of the via conductors provided at the outer peripheral end portions are the same in plan view from the predetermined direction. In addition, the positions of the via conductors provided at the inner peripheral end are the same.
第69局面は、主面を有し絶縁性材料からなる積層体と、前記積層体に設けられたICチップと、前記ICチップと接続されたアンテナ素子と、を備えたアンテナモジュールであって、前記アンテナ素子は、所定方向に並ぶ複数のコイルパターンと、前記所定方向に隣り合う二個のコイルパターン同士を電気的に接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記複数のコイルパターンは、互いに逆向きの電流が流れる第一部分パターンおよび第二部分パターンを少なくとも有し、
各前記コイルパターンにおいて、前記第一部分パターンの数と前記第二部分パターンの数は異なっており、かつ、前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは異なっている。A 69th aspect is an antenna module comprising a laminate having a main surface and made of an insulating material, an IC chip provided in the laminate, and an antenna element connected to the IC chip, The antenna element includes a plurality of coil patterns arranged in a predetermined direction, and a plurality of via conductors that electrically connect two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction. , Having at least a first partial pattern and a second partial pattern through which currents in opposite directions flow,
In each of the coil patterns, the number of the first partial patterns and the number of the second partial patterns are different, and in the antenna element, the total number of the first partial patterns and the total number of the second partial patterns are different. Yes.
第70局面は、第69局面において、前記複数のコイルパターンのうち少なくとも一つは、前記主面の外縁に対して実質的に平行にかつ三ターン以上巻回されたスパイラル形状を有しており、前記複数のビア導体の一つは、前記少なくとも一つのコイルパターンの外周側端部に接合され、前記複数のビア導体の他の一つは、該コイルパターンの内周側端部に接合され、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部を含む第一部分パターンと、前記第一部分パターンに平行で、第一線間ギャップをあけて該第一部分パターンと隣接する第二部分パターンと、前記第二部分パターンに平行で、前記第一線間ギャップよりも小さな第二線間ギャップをあけて該第二部分パターンと隣接する第三部分パターンと、を少なくとも有する。 A 70th aspect is the 69th aspect, wherein at least one of the plurality of coil patterns has a spiral shape that is wound substantially parallel to the outer edge of the main surface and wound three or more turns. One of the plurality of via conductors is bonded to the outer peripheral side end of the at least one coil pattern, and the other one of the plurality of via conductors is bonded to the inner peripheral side end of the coil pattern. The at least one coil pattern includes a first partial pattern including the outer peripheral end, a second partial pattern that is parallel to the first partial pattern and that is adjacent to the first partial pattern with a first inter-line gap therebetween, And a third partial pattern that is parallel to the second partial pattern and that is adjacent to the second partial pattern with a second inter-line gap smaller than the first inter-line gap.
第71局面は、第70局面において、前記第一部分パターンの線幅は、前記第二部分パターンおよび前記第三部分パターンの線幅よりも大きい。
第72局面は、第70局面または第71局面において、前記少なくとも一つのコイルパターンは、前記外周側端部に向かって延びかつ前記第一部分パターンに対し垂直な第四部分パターンを、さらに有しており、前記第一部分パターンの線幅と、前記第四部分パターンの線幅とは概ね同じである。
第73局面は、第70局面〜第72局面のいずれかにおいて、前記少なくとも一つのコイルパターンにおいて、前記外周側端部に接合されるビア導体と、前記内周側端部に接合されるビア導体とは、前記スパイラルの巻回中心から見て概ね同方向に設けられている。
第74局面は、第70局面〜第73局面のいずれかにおいて、前記ICチップは、前記積層体の主面に搭載され、前記アンテナモジュールは、前記主面に搭載された前記ICチップを封止する封止層を、さらに備え、前記封止層の表面が対象物に取り付けられる。A 71st aspect is the 70th aspect, wherein the line width of the first partial pattern is larger than the line widths of the second partial pattern and the third partial pattern.
According to a 72nd aspect, in the 70th aspect or the 71st aspect, the at least one coil pattern further includes a fourth partial pattern extending toward the outer peripheral end and perpendicular to the first partial pattern. The line width of the first partial pattern is substantially the same as the line width of the fourth partial pattern.
A 73rd aspect is any one of the 70th aspect to the 72nd aspect, wherein in the at least one coil pattern, a via conductor joined to the outer peripheral end and a via conductor joined to the inner peripheral end. Is provided in substantially the same direction as viewed from the winding center of the spiral.
According to a 74th aspect, in any one of the 70th to 73rd aspects, the IC chip is mounted on a main surface of the multilayer body, and the antenna module seals the IC chip mounted on the main surface. A sealing layer to be attached, and a surface of the sealing layer is attached to the object.
第75局面は、第74局面において、前記アンテナ素子において、前記対象物に相対的に近いコイルパターンのターン数は、該対象物から相対的に遠いコイルパターンのターン数よりも多い。
第76局面は、第74局面において、前記アンテナ素子において、前記対象物に相対的に近いコイルパターンのターン数は、該対象物から相対的に遠いコイルパターンのターン数よりも少ない。
第77局面は、第74局面〜第76局面のいずれかにおいて、前記封止層の前記所定方向に沿う厚さは、前記積層体内において、該所定方向に沿う両端のコイルパターン間の距離よりも大きい。
第78局面は、第74局面〜第77局面のいずれかにおいて、前記封止層の誘電率は、前記絶縁性基材の誘電率よりも小さい。According to a 75th aspect, in the 74th aspect, in the antenna element, the number of turns of the coil pattern relatively close to the object is larger than the number of turns of the coil pattern relatively distant from the object.
According to a 76th aspect, in the 74th aspect, in the antenna element, the number of turns of the coil pattern relatively close to the object is smaller than the number of turns of the coil pattern relatively distant from the object.
In a 77th aspect, in any one of the 74th to 76th aspects, the thickness of the sealing layer along the predetermined direction is greater than the distance between the coil patterns at both ends along the predetermined direction in the stacked body. large.
In a 78th aspect according to any one of the 74th to 77th aspects, a dielectric constant of the sealing layer is smaller than a dielectric constant of the insulating base material.
第79局面は、第70局面〜第78局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記少なくとも一つのコイルパターンの最内周側のターンから、前記第一部分パターンと平行な方向に前記内周側端部位置まで引き出されている引出導体パターンを、さらに有する。
第80局面は、第79局面において、前記引出導体パターンは、前記所定方向に隣り合う二つのコイルパターンの一方および他方にそれぞれ設けられ、前記一方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンと、前記他方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンとは互いに直交する。
第81局面は、第79または第80局面において、前記引出導体パターンの線幅は、前記コイルパターンの最内周側のターンの線幅よりも大きい。
第82局面は、第70局面〜第81局面のいずれかにおいて、前記アンテナ素子は、前記積層体内で前記所定方向に並ぶ少なくとも三個のコイルパターンと、該所定方向に隣り合う二個のコイルパターンを接続する複数のビア導体と、を含んでおり、前記所定方向に隣接する二個のコイルパターンにおいて、所定方向からの平面視で、外周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じであり、内周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じである。A 79th aspect is any one of the 70th aspect to the 78th aspect, wherein the antenna element is arranged on the inner peripheral side in a direction parallel to the first partial pattern from a turn on the innermost peripheral side of the at least one coil pattern. It further has a lead conductor pattern drawn to the end position.
An 80th aspect is the 79th aspect, wherein the lead conductor pattern is provided on one and the other of two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the lead conductor pattern provided on the one coil pattern, and the other The lead conductor patterns provided in the coil patterns are orthogonal to each other.
According to an 81st aspect, in the 79th or 80th aspect, a line width of the lead conductor pattern is larger than a line width of an innermost turn of the coil pattern.
An 82nd aspect is any one of the 70th aspect to the 81st aspect, wherein the antenna element includes at least three coil patterns arranged in the predetermined direction in the stacked body and two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction. In the two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the positions of the via conductors provided at the outer peripheral end portions are the same in plan view from the predetermined direction. In addition, the positions of the via conductors provided at the inner peripheral end are the same.
上記各局面によれば、より信頼性の高いアンテナモジュールを提供することができる。 According to each aspect described above, a more reliable antenna module can be provided.
(はじめに)
まず、いくつかの図面に示されるx軸、y軸およびz軸について説明する。x軸、y軸およびz軸は、互いに直交しており、アンテナモジュールの左右方向、前後方向および高さ方向を示す。また、z軸はさらに、複数の絶縁性基材の積層方向を示す。(Introduction)
First, the x-axis, y-axis, and z-axis shown in some drawings will be described. The x-axis, y-axis, and z-axis are orthogonal to each other and indicate the left-right direction, front-rear direction, and height direction of the antenna module. Further, the z axis further indicates the stacking direction of the plurality of insulating substrates.
(RFIDシステムの構成)
図1において、RFIDシステムは、例えば、13.56MHz帯を利用しており、第一実施形態から第五実施形態に係るRFIDタグ1a〜1eと、これらRFIDタグ1a〜1eに対しデータの書き込みおよび読み出しを行うリーダ/ライタ装置(以下、RWUと記す)3と、を備えている。(Configuration of RFID system)
In FIG. 1, the RFID system uses, for example, the 13.56 MHz band. The RFID tags 1a to 1e according to the first to fifth embodiments, the data writing to these
(第一実施形態に係るRFIDタグの構成)
RFIDタグ1aは、アンテナモジュールの一例であり、図2〜図6に示すように、大略的には、ICチップ11と、積層体13と、アンテナ素子15と、を備えている。(Configuration of RFID tag according to the first embodiment)
The
ICチップ11は、例えばフリップチップボンディングにより、後述の主面33eに実装される。そして、ICチップ11が備える端子電極21a,21bは、後述の共振回路に接続される。
The
このICチップ11は、ID情報を内部に格納可能に構成されており、RWU3(図1参照)との近距離無線通信を制御する。受信処理の具体例を挙げると、ICチップ11は、後述の共振回路を介して、RWU3からの高周波信号を受信し、ID情報を再生する。ICチップ11は、再生したID情報を内部に格納する。送信処理の具体例を挙げると、ICチップ11は、内部に保持するID情報でキャリアをデジタル変調した高周波信号を生成し、後述の共振回路に出力する。
The
積層体13は、複数の絶縁性基材31からなる。複数の絶縁性基材31として、図3には、五個の基材31a〜31eが例示されている。これら、基材31a〜31eは、この順番に、z軸の正方向に、つまり下から上へと積層される。
The
各絶縁性基材31a〜31eは、本実施形態では、電気絶縁性および柔軟性を有する樹脂材料からなる、樹脂材料の典型例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはエポキシ樹脂のような樹脂フィルムがある。なお、基材31a〜31eは、セラミック材料からなっていても構わない。各基材31a〜31eは、本実施形態では、z軸方向からの平面視で略矩形形状の主面33a〜33eを有するシートである。各基材31は、x軸およびy軸方向に、例えば、約3.0mmの大きさを有する。また、z軸方向に、約0.3〜0.5mmの厚さを有する。
In the present embodiment, each of the insulating
基材31eの主面33eの中央部には、ICチップ11を実装するためのランド電極35a,35bが形成されている。このランド電極35a,35bに端子電極21a,21bが接合する。また、ランド電極35a,35bの真下には、ビア導体17a,17bが設けられている。ビア導体17a,17bはそれぞれ、基材31eをz軸方向に貫通する孔に、例えばスズを含む金属ペーストを充填して加熱・加圧することで形成される。このようなビア導体17aは、ランド電極35aと、基材31dに形成されたビア導体17hと接合して、これらを電気的に接続する。
また、各基材31a〜31dには、アンテナ素子15を構成するコイルパターン41a〜41dのための開口領域37a〜37dが定められている。各開口領域37a〜37dは、各基材31a〜31dの中央部に設けられ、コイルパターン41a〜41dが形成されない領域である。
In addition, opening regions 37a to 37d for
また、基材31a〜31dには、コイルパターン41a〜41dが形成される。コイルパターン41a〜41dは、導電性材料(典型的には銅)からなる。このコイルパターン41a〜41dは、主面33a〜33dの中心Ca〜Cdを巻回中心として、主面33a〜33d上で渦巻状に三ターン以上巻回するスパイラルコイルのような形状を有する。ここで、巻回中心Ca〜Cdの中心は、図3中、二本の二点鎖線の交点で示される。以下、これらコイルパターン41a〜41dを、図4〜図6を参照して説明する。
図4に示すように、コイルパターン41aは、主面33aにおいて、引出導体パターン43aを含んでいる。引出導体パターン43aは、z軸方向からの平面視でビア導体17aと同じ位置から開口領域37a(点線枠で示す)の外縁まで、y軸の負方向に延びる。この位置から、コイルパターン41aは、主面33aの外縁に実質的に平行に、図4の紙面上で例えば反時計周りにスパイラル状に旋回する。より具体的には、コイルパターン41aは、開口領域37aの周縁から、主面33aの周縁に向けて、巻回中心Caからの直線距離を増加させながら巻回する。そして、コイルパターン41aは、主面33aの一隅で終端する。ここで、この隅は、主面33aの四個の隅のうち、巻回中心Caを始点とし、z軸方向からの平面視でビア導体17bの位置を通過する半直線に最も近い隅である。なお、以下では、コイルパターン41aの開始位置および終端位置を、コイルパターン41aの内周側端部Saおよび外周側端部Eaという。
As shown in FIG. 4, the
また、コイルパターン41aは、第一部分パターン45a、第二部分パターン47a、第三部分パターン49aおよび第四部分パターン411aを含んでいる。第一部分パターン45aは、コイルパターン41aにおいて、外周側端部Eaを通過しかつy軸に平行な線分状のパターン部分である。この第一部分パターン45aは、第四部分パターン411aと共に、コイルパターン41aにおいて最も線幅が広くなっている。また、第二部分パターン47aは、コイルパターン41aにおいて、第一部分パターン45aと間隔Δ1をあけてx軸の負方向側に隣接しかつy軸に平行な線分状のパターン部分である。また、第三部分パターン49aは、コイルパターン41aにおいて、第二部分パターン47aと間隔Δ2(Δ2<Δ1)をあけてx軸の負方向側に隣接しかつy軸に平行な線分状のパターン部分である。なお、第一部分パターン45aと第二部分パターン47aとの間隔Δ1を除いて、y軸に平行な二つの部分パターン間の間隔はΔ2であることが好ましい。
The
また、第四部分パターン411aは、コイルパターン41aにおいて、第一部分パターン45aに対し垂直であってかつ外周側端部Eaに向かって延在する。ここで、第四部分パターン411aの線幅は、第一部分パターン45aの線幅と実質的に等しい。
Further, the fourth partial pattern 411a is perpendicular to the first partial pattern 45a and extends toward the outer peripheral end Ea in the
また、図5に示すように、コイルパターン41bは、主面33bにおいて、引出導体パターン43bを含んでいる。引出導体パターン43bは、z軸方向からの平面視でビア導体17bと同じ位置から開口領域37b(点線枠で示す)の外縁まで、x軸の正方向に延びる。この位置から、コイルパターン41bは、主面33bの外縁に実質的に平行に、図5の紙面上で例えば時計周りにスパイラル状に巻回する。より具体的には、コイルパターン41bは、開口領域37bの周縁から、主面33bの周縁に向けて、巻回中心Cbからの直線距離を増加させながら巻回する。そして、コイルパターン41bは、主面33bの一隅で終端する。ここで、この隅は、主面33bの四個の隅のうち、巻回中心Cbを始点とし、z軸方向からの平面視でビア導体17bの位置を通過する半直線に最も近い隅である。なお、以下では、コイルパターン41bの開始位置および終端位置を、コイルパターン41bの内周側端部Sbおよび外周側端部Ebという。
As shown in FIG. 5, the
また、コイルパターン41bは、第一部分パターン45b、第二部分パターン47b、第三部分パターン49bおよび第四部分パターン411bを含んでいる。第一部分パターン45bは、コイルパターン41bにおいて、外周側端部Ebを通過しかつx軸に平行な線分状のパターン部分である。この第一部分パターン45bは、第四部分パターン411bと共に、コイルパターン41bにおいて最も線幅が広くなっている。また、第二部分パターン47bは、コイルパターン41bにおいて、第一部分パターン45bと間隔Δ1をあけてy軸の負方向側に隣接しかつx軸に平行な線分状のパターン部分である。また、第三部分パターン49bは、コイルパターン41bにおいて、第二部分パターン47bと間隔Δ2(Δ2<Δ1)をあけてy軸の負方向側に隣接しかつx軸に平行な線分状のパターン部分である。なお、第一部分パターン45bと第二部分パターン47bとの間隔Δ1を除いて、y軸に平行な二つの部分パターン間の間隔はΔ2であることが好ましい。
The
また、第四部分パターン411bは、コイルパターン41bにおいて、第一部分パターン45bに対し垂直であってかつ外周側端部Ebに向かって延在する。ここで、第四部分パターン411bの線幅は、第一部分パターン45bの線幅と実質的に等しい。
Further, the fourth
また、図6には、コイルパターン41cが示されている。コイルパターン41cの形状は、コイルパターン41bを反時計回りに90°回転させた後、基準面Pについて対称に移動させたものと実質的に等しい。ここで、基準面Pは、巻回中心Cbを通過しかつyz平面に平行な面である。上記観点から、コイルパターン41cの詳細な形状の説明を省略される。また、コイルパターン41dは、コイルパターン41bと実質的に同じ形状であるため、その詳細な説明は省略される。
FIG. 6 also shows a
ここで、再度図3を参照する。アンテナ素子15は、上記コイルパターン41a〜41dに加え、複数のビア導体17を備えている。複数のビア導体17として、図3には、前述のビア導体17a,17bに加え、ビア導体17c〜17hが示されている。ビア導体17c〜17hもまた、ビア導体17a,17bと同様の方法で形成される。ビア導体17cは、基材31dをz軸方向に貫通しており、コイルパターン41dの外周側端部Edと、コイルパターン41cの外周側端部Ecと接続して、これらを電気的に接続する。ビア導体17dは、基材31cをz軸方向に貫通しており、コイルパターン41cの内周側端部Scと、コイルパターン41bの内周側端部Sbと接続して、これらを電気的に接続する。ビア導体17eは、基材31bをz軸方向に貫通し、コイルパターン41bの外周側端部Ebと、コイルパターン41aの外周側端部Eaと接合して、これらを電気的に接続する。ビア導体17fは、基材31bをz軸方向に貫通して、コイルパターン41aと、ビア導体17gと接合して、これらを電気的に接続する。ビア導体17gは、基材31cをz軸方向に貫通して、ビア導体17f,17hと接合して、これらを電気的に接続する。ここで、上記ビア導体17c,17eはz軸方向からの平面視で同じ位置に設けられる。
Here, FIG. 3 will be referred to again. The
上記のようなコイルパターン41a〜41dを、複数のビア導体17を用いて順番に電気的に接続することで、アンテナ素子15が構成される。このアンテナ素子15は、図示しないコンデンサと共にICチップ11に対して並列接続され、該コンデンサと共に並列共振回路を構成する。この並列共振回路の両端には、ICチップ11が受信処理時には、RWU3の放射磁界に基づき誘導起電力が発生する。それに対し、ICチップ11が送信処理時には、ICチップ11から与えられた高周波信号に基づき共振して、RWU3側のアンテナと磁界結合する。
The
(第一実施形態に係るRFIDタグの製造方法)
次に、RFIDタグ1の製造方法について説明する。以下では、一つのRFIDタグ1の製造工程を説明するが、実際には、大判の絶縁性基材が積層及びカットされることにより、大量のRFIDタグ1が同時に生産される。(RFID tag manufacturing method according to the first embodiment)
Next, a method for manufacturing the
工程(1):まず、表面のほぼ全域にわたり銅箔が形成された大判の絶縁性基材が必要な枚数だけ準備される。各大判の絶縁性基材は、RFIDタグ1の完成後に、基材31a〜31eのいずれかになる。
Step (1): First, a necessary number of large-sized insulating base materials on which copper foil is formed over almost the entire surface are prepared. Each large-sized insulating base material becomes one of the
工程(2):工程(1)の次に、フォトリソグラフィ工程により、各大判の絶縁性基材の表面には、コイルパターン41aが形成される。より具体的には、まず、各大判の絶縁性基材の銅箔上に、コイルパターン41aと同じ形状のレジストが印刷される。その後、銅箔に対しエッチング処理が施され、レジストで覆われていない露出部分の銅箔が除去される。その後、レジストが除去される。これにより、大判の絶縁性基材の表面に、コイルパターン41aが形成される。なお、他の大判の絶縁性基材に対しても、上記と同様にして、コイルパターン41b〜41dのいずれか、もしくはランド電極35a,35bの組みが形成される。
Step (2): Following the step (1), a
工程(3):工程(2)の次に、各大判の絶縁性基材において、ビア導体17が形成されるべき位置に、他方表面側(つまり、パターンが形成されていない面側)からレーザービームが照射される。これによって、貫通孔が形成され、その後、形成された貫通孔のそれぞれに、金属ペーストが充填される。金属ペーストは、錫および銀を主成分とする金属またはそれらの合金等からなる。
Step (3): Next to step (2), in each large-sized insulating substrate, the laser is applied from the other surface side (that is, the surface side where no pattern is formed) to the position where the via
工程(4):工程(3)の次に、基材31a〜31eとなるべき大判の絶縁性基材が下から上へとこの順番に積み重ねられる。その後、積み重ねられた絶縁性基材に、上下両方向から熱および圧力が加えられる。この加圧・加熱によって、各大判の絶縁性基材が軟化して圧着および一体化するとともに、各貫通孔内の金属ペーストが固化されて、ビア導体17aから17hが形成される。
Step (4): Next to step (3), large-sized insulating base materials to be the
工程(5):工程(4)の加圧・加熱工程が終了すると、一体化された絶縁性基材には、ICチップ11が実装された後、所定サイズにカットされる。これによって、ICチップ11を実装し、内部にアンテナ素子15を備えたRFIDタグ1(図2を参照)が完成する。
Step (5): When the pressurizing / heating step of Step (4) is completed, the
(第一実施形態に係るRFIDタグの作用・効果)
以上説明したように、本実施形態のRFIDタグ1では、ビア導体17c,17eはz軸方向からの平面視で概ね同じ位置に形成される。ここで、ビア導体17と基材31とを比較すると、ビア導体17の方が高い融点を有する。よって、上記製造工程における加圧・加熱工程にてビア導体の形成箇所で応力が発生しやすくなる。しかし、本実施形態では、Δ1>Δ2であり、ビア導体17c,17eの周辺では、線間ギャップが広くされている。よって、これらビア導体17c,17eで発生した応力を相対的に広い線間ギャップに逃がすことが可能となる。これにより、基材31に歪みまたはクラックが生じにくくなり、従来よりも信頼性の高いアンテナモジュールを提供することが可能となる。(Operation and effect of the RFID tag according to the first embodiment)
As described above, in the
また、外周側端部Eaに向って延びる第一部分パターン45aと第四部分パターン411aとは、コイルパターン41aにおいて最も線幅が広くなっている部分である。同様に、第一部分パターン45b〜45dと第四部分パターン411b〜411dとは、コイルパターン41b〜41dにおいて最も線幅が広くなっている部分である。よって、例えば、第一部分パターン45aと、第四部分パターン411bとの間に生じる層間の容量値を大きくすることができる。これにより、アンテナ素子15の自己共振周波数を低くすることができ、そのインダクタンス値を小さくすることができる。また、線幅を大きくすることで、各コイルパターン41の抵抗値を小さくすることができるので、アンテナ素子15のQ値を向上させることができる。
In addition, the first partial pattern 45a and the fourth partial pattern 411a extending toward the outer peripheral end Ea are the portions having the largest line width in the
また、放熱性の良いビア導体17eに、相対的に幅広の第一部分パターン45bと第一部分パターン45aとを接合させることで、ビア導体17eと、第一部分パターン45b,45aとの間に温度差が発生しにくくなる。その結果、これらの接続の安定性が高まる。この点については、ビア導体17cと、第一部分パターン45d,45cとに関しても同様である。
Further, by joining the relatively wide first
また、RWU3との通信時、ICチップ11は発熱し高温になる。しかし、相対的に幅広の第一部分パターン45a〜45dから放熱が可能となるため、ICチップ11を過剰な温度上昇から保護することができる。
Further, during communication with the
また、本RFIDタグ1がパッシブタグの場合、第一部分パターン45a〜45dを幅広とすることで各コイルパターン41a〜41dの最外径を大きくできるため、RWU3から効率的に電力を受け取ることが可能となる。その結果、通信距離の低下を招きにくくなる。
Moreover, when this
また、巻回中心Ca〜Cdから見て、特定方向の第一部分パターン45a〜45dのみを幅広にすることで、アンテナ素子15の指向性や熱放射の指向性を制御することが可能となる。これによって、不必要な方向へと放射される磁界の強度や熱放射を小さくすることが可能となり、それぞれの影響を軽減することができる。
In addition, the directivity of the
また、本実施形態では、コイルパターン41bに関しては、巻回中心Cbから見て内周側端部Sbおよび外周側端部Ebは実質的に同じ方向に設けられる。コイルパターン41c,41dについても同様である。より具体的には、z軸方向からの平面視で、内周側端部Sb〜Sdの形成位置は実質的に同じであり、外周側端部Eb〜Edの形成位置は実質的に同じである。その結果、最上層および最下層を除く基材31b〜31d上のコイルパターン41b〜41dにおいて、アンテナ素子15の両端に電流を与えた時に、電流の向きが同じになる線数を互いに同じにすることができる。これにより、積層体13の形状に生じる歪みを低減でき、積層体13の主面(つまり、主面33e)やその対向面を平坦に近づけることが可能となる。また、巻回中心軸から各方向へバランスよく放熱することが可能となる。
In the present embodiment, with respect to the
また、z軸方向からの平面視で、ビア導体17c,17eの形成位置、ビア17b,17dの形成位置およびビア導体17aおよび17f〜17hの形成位置を実質的に揃えることで、z軸方向からの平面視で、ビア数を少なくしている。これにより、z軸方向の電流によるアンテナ素子15の特性劣化を抑制することが可能となる。
Further, in plan view from the z-axis direction, by substantially aligning the formation positions of the via conductors 17c and 17e, the formation positions of the vias 17b and 17d, and the formation positions of the via conductors 17a and 17f to 17h, from the z-axis direction. In plan view, the number of vias is reduced. Thereby, it becomes possible to suppress the characteristic deterioration of the
また、本実施形態では、引出導体パターン43a,43cはy軸に平行である。引出導体パターン43b,43dはx軸に平行であり、かつz軸方向からの平面視でオーバーラップしている。このように、引出導体パターン43a〜43dにおいて、z軸方向に隣り合うもの同士は互いに直交している。また、引出導体パターン43b,43dは、z軸方向からの平面視でオーバーラップしている。このように、引出導体パターン43a〜43dを規則的に配置することで、これら引出導体パターン43a〜43dから放射される磁界によって、コイルパターン41a〜41dの本体部分から放射される磁界が乱されることを抑制することが可能となる。
In the present embodiment, the lead conductor patterns 43a and 43c are parallel to the y-axis. The
また、本実施形態では、各ビア導体17c,17eに向かって、相対的に幅広の第一部分パターン45a〜45dと、相対的に幅広の第四部分パターン411a〜411dとが延在している。また、第一部分パターン45a〜45dによって、各ビア導体17c,17dをビア受けしている。その結果、z軸方向に隣り合う第一部分パターン45および第四部分パターンの間の間隔が大きくなるので、各部分パターン45,411の層厚のばらつきの影響を受けにくくなり、アンテナ素子15の特性ばらつきを抑えることが可能となる。
In the present embodiment, the relatively wide first partial patterns 45a to 45d and the relatively wide fourth partial patterns 411a to 411d extend toward the via conductors 17c and 17e. The via
また、全ての引出導体パターン43a〜43dが同方向に延在せずに互い違いの方向に延在している。よって、もし基材31がセラミックからなる場合には、焼成時の変形(歪み)を抑制することができる。
Further, all the lead conductor patterns 43a to 43d do not extend in the same direction but extend in alternate directions. Therefore, if the
また、外周側端部Eから延びる第一部分パターン45と、内周側端部Sから延びる引出導体パターン43とを平行に形成することで、工程(4)で発生しうる積みずれに強くすることが可能となり、これによってアンテナ素子15の特性を安定的にすることが可能となる。
Further, by forming the first
(付記)
本実施形態では、外周側端部Ea〜Edに接続される第一部分パターン45a〜45dを幅広にすると説明した。しかし、これに限らず、内周側端部Sa〜Sdに接続される引出導体パターン43a〜43dの幅を広くしても構わない。(Appendix)
In the present embodiment, it has been described that the first partial patterns 45a to 45d connected to the outer peripheral side ends Ea to Ed are wide. However, the present invention is not limited to this, and the widths of the lead conductor patterns 43a to 43d connected to the inner peripheral side ends Sa to Sd may be widened.
(第二実施形態に係るRFIDタグの構成)
図7は、本発明の第二実施形態に係るRFIDタグ1bの構成を示す縦断面図である。図7において、RFIDタグ1bは、前述のRFIDタグ1aと比較すると、実質的に、積層体13がセラミック製である点と、封止層51を備えている点と、アンテナ素子15においてICチップ11側のコイルパターン41のターン数が相対的に多い点とで相違する。それ以外に相違点は無いので、図7において、図1〜図6の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。(Configuration of RFID tag according to the second embodiment)
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the RFID tag 1b according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the RFID tag 1 b is substantially different from the above-described
封止層51は、例えば樹脂からなり、積層体13の主面33eに実装されたICチップ11を封止する。本RFIDタグ1bは例えば金属や非金属からなる取付対象物7に取り付けられる。本実施形態では、RFIDタグ1bは、封止層51において主面33eと対向する面53で取付対象物7に取り付けられる。
The
また、複数のコイルパターン41において、ICチップ11の近くのコイルパターン41は、遠くのものと比較して、より多くのターン数を有する。
Further, in the plurality of
(第二実施形態に係るRFIDタグの作用・効果)
ICチップ11に近接するコイルパターン41のターン数が多いため、RFIDタグ1bの重心を対向面53側に持ってくることが可能となる。これにより、RFIDタグ1bを取付対象物7に安定的に取り付けることが可能となる。(Operation and effect of the RFID tag according to the second embodiment)
Since the number of turns of the
また、金属の取付対象物7に近接する側に、ターン数が多いコイルパターン41を設けることで、放熱効果が高くなる。
Moreover, the heat radiation effect becomes high by providing the
線膨張係数が相対的に高い樹脂製の封止層51の近くに、線膨張係数が相対的に高い金属が設けられるので、封止層51と基材31との接合強度を向上させることが可能となる。
Since a metal having a relatively high linear expansion coefficient is provided near the resin-made
また、非金属の取付対象物7に取り付ける場合、アンテナ素子15に高周波信号を印加してRFIDタグ1bが磁界を形成しても、取付対象物7が非金属であるため渦電流による反磁界が生じない。したがってRFIDタグ1bの磁界強度は低下すること無く、そのまま非金属を貫くため、通信距離の低下を招かない。
Further, when attaching to the non-metallic attachment object 7, even if a high frequency signal is applied to the
(変形例)
上記第二実施形態では、ICチップ11側のコイルパターン41のターン数が相対的に多くするとともに、封止層51の対向面53を用いて取付対象物7に取り付けるRFIDタグ1bについて説明した。しかし、これに限らず、RFIDタグ1bは、図8に示すように、ICチップ11から相対的に遠い側のコイルパターン41のターン数が相対的に多くするとともに、積層体13の主面33eと対向する面55で取付対象物7に取り付けても構わない。(Modification)
In the second embodiment, the RFID tag 1b that is attached to the attachment object 7 by using the facing
(第三実施形態に係るRFIDタグの構成)
図9は、本発明の第三実施形態に係るRFIDタグ1cの構成を示す縦断面図である。図9において、RFIDタグ1cは、図7のRFIDタグ1bと比較すると、実質的に、アンテナ素子15においてICチップ11側のコイルパターン41のターン数が相対的に少ない点で相違する。それ以外に相違点は無いので、図9において、図7の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。(Configuration of RFID tag according to the third embodiment)
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the RFID tag 1c according to the third embodiment of the present invention. 9, the RFID tag 1c is different from the RFID tag 1b in FIG. 7 in that the number of turns of the
(第三実施形態に係るRFIDタグの作用・効果)
ICチップ11に近接するコイルパターン41のターン数が少ないため、たとえ取付対象物7が金属であっても、アンテナ素子15が磁界放射時に、金属による反磁界の影響を受けにくくなる。(Operation and effect of the RFID tag according to the third embodiment)
Since the number of turns of the
また、相対的に線膨張係数の小さなICチップ11側に、コイルパターン41を構成する金属が少なくなるので、ICチップ11と積層体13との接合強度を向上させることが可能となる。
In addition, since the metal constituting the
また、取付対象物7の材料によっては、取付対象物7とコイルパターン41との間に浮遊容量が発生する。しかし、本実施形態の場合、取付対象物7に近接する側には、コイルパターン41を構成する金属が少ない。よって、RFIDタグ1cを取付対象物7に取り付けた時に、取付対象物7の材料に起因する浮遊容量のばらつきが少なくなる。
Further, depending on the material of the attachment object 7, stray capacitance is generated between the attachment object 7 and the
(変形例)
上記第三実施形態では、ICチップ11寄りにターン数の少ないコイルパターン41を設け、封止層51の対向面53を用いて取付対象物7に取り付けるRFIDタグ1cについて説明した。しかし、これに限らず、RFIDタグ1cは、図10に示すように、ICチップ11から遠い側に、相対的にターン数の少ないコイルパターン41を設け、積層体13の主面33eと対向する面55で取付対象物7に取り付けられても構わない。(Modification)
In the third embodiment, the RFID tag 1c provided with the
(第四実施形態のRFIDタグの構成)
図11は、本発明の第四実施形態に係るRFIDタグ1dの構成を示す縦断面図である。図11において、RFIDタグ1dは、前述のRFIDタグ1aと比較すると、実質的に、各基材31が相対的に高い誘電率の誘電体材料からなる点と、相対的に低い誘電率の誘電体材料からなる封止層57をさらに備える点で相違する。それ以外に相違点は無いので、図11において、図1〜図6の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。(Configuration of RFID tag of the fourth embodiment)
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an RFID tag 1d according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 11, the RFID tag 1d is substantially different from the
封止層57は、積層体13の主面33eに実装されたICチップ11を封止する。本RFIDタグ1dは、例えば金属からなる取付対象物7に取り付け可能であり、本実施形態では、封止層57において主面33eと対向する面59で取付対象物7に取り付けられる。
The
(第四実施形態に係るRFIDタグの作用・効果)
本実施形態において、RFIDタグ1dは対向面59を用いて取付対象物7に取り付けられる場合がある。この場合、アンテナ素子15と取付対象物7の間に、相対的に低い誘電率の封止層57が介在する。ここで、封止層57の透磁率は、その誘電率と比例関係(比例定数は特性インピーダンスの自乗値)にあるため、アンテナ素子15から放射された磁界は、相対的に誘電率が低い封止層57をz軸方向に通り抜け難くなり、金属製の取付対象物7まで届き難くなる。これによって、アンテナ素子15からの放射磁界が渦電流に起因する反磁界の影響を受けにくくなる。(Operation and effect of the RFID tag according to the fourth embodiment)
In the present embodiment, the RFID tag 1d may be attached to the attachment object 7 using the facing
また、基材31が相対的に高い誘電率の材料から構成されるため、アンテナ素子15のインダクタンス値を上げることが可能となる。その結果、アンテナ素子15を構成するコイルパターン41の数(換言すると、基材31の層数)を減らすことができ、アンテナ素子15におけるz軸方向に沿う両端のコイルパターン41間の距離を、封止層57のz軸方向の厚さよりも小さくすることができる。
Further, since the
また、取付対象物7が金属であっても、封止層57の材料が低い誘電率であることから、アンテナ素子15と取付対象物7との間の浮遊容量の発生を抑えることができる。その結果、アンテナ素子15の自己共振周波数の変動(特に低下)を抑制することが可能となる。また、基材31の高い誘電率とすることで、アンテナ素子15の自己共振周波数は、複数のコイルパターン41間の線間容量が支配的となるため、取付対象物7の材料によらず、アンテナ素子15の自己共振周波数を所望の値から変動させにくくなる。
Even if the attachment object 7 is a metal, since the material of the
(第五実施形態のRFIDタグの構成)
図12は、本発明の第五実施形態に係るRFIDタグ1eの構成を示す縦断面図である。図12において、RFIDタグ1eは、前述のRFIDタグ1aと比較すると、実質的に、アンテナ素子15が下記の点で相違する。それ以外に相違点は無いので、図12において、図1〜図6の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。(Configuration of RFID tag of the fifth embodiment)
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an
図12において、各コイルパターン41は、アンテナ素子15の両端に電流を与えた時に、電流の流れる方向によって四種類の部分パターン413a〜413dに分類することができる。ここで、図12には、互いに電流の向きが逆方向の二種類の第一部分パターン413aおよび第二部分パターン413bのみが示され、図示の都合上、第三部分パターン413cおよび第四部分パターン413dは示されていない。本実施形態では、アンテナ素子15全体で見た時、第一部分パターン413aの総数TNaと、第二部分パターン413bの総数TNbとは同じである。しかし、一個のコイルパターン41で見れば、第一部分パターン413aの数Naと、第二部分パターン413bの数Nbとは異なっている。
In FIG. 12, each
(第五実施形態に係るRFIDタグの作用・効果)
上記の通り、総数TNa,TNbを互いに同一にした場合、RFIDタグ1eから放射される磁力線はz方向に延びる。よって、RFIDタグ1eは、自身に対しz軸方向に存在するRWU3と通信が可能となる。(Operation and effect of the RFID tag according to the fifth embodiment)
As described above, when the total numbers TNa and TNb are the same, the lines of magnetic force radiated from the
また、総数TNa,TNbを互いに同一にすることで、RFIDタグ1eの内部で発生した熱を自身の周囲に略均等に放熱することができる。また、総数TNa,TNbを同一にすることで、複数の基材31を積層することにより生じる歪みを低減することが可能となり、より正確な直方体形状を有するRFIDタグ1eを作製することができる。
Further, by making the total numbers TNa and TNb the same, the heat generated inside the
(変形例)
なお、上記第五実施形態では、アンテナ素子15全体で見た時、総数TNa,TNbが同じであるが、一個のコイルパターン41で見た時、数Na,Nbが異なっているRFIDタグ1eを説明した。しかし、これに限らず、RFIDタグ1eは、図13に示すように、アンテナ素子15全体で見た時、総数TNa,TNbは互いに異なっていても構わない。(Modification)
In the fifth embodiment, the total number TNa and TNb are the same when viewed from the
(変形例に係るRFIDタグの作用・効果)
上記の通り、総数TNa,TNbを互いに異ならせた場合、RFIDタグ1eから放射される磁界の強度は、総数が多い方(図示した例では総数TNa側)に偏る。よって、RFIDタグ1eは、磁界強度が大きな方向であれば、より遠距離に存在するRWU3と通信が可能となる。このように、本実施形態によれば、コイルパターン41を構成する部分パターンの総数を調整することで、アンテナ素子15の指向性を制御することが可能となる。(Operation and effect of RFID tag according to modification)
As described above, when the total numbers TNa and TNb are different from each other, the intensity of the magnetic field radiated from the
また、総数TNa,TNbに応じて、RFIDタグ1eの内部で発生した熱の放熱方向を調整することが可能となる。これにより、熱に弱い電子部品は、RFID5を基準として放熱の少ない方向に配置するなど、本RFIDタグ1eを搭載する電子機器の設計自由度を高めることができる。
Further, it is possible to adjust the heat radiation direction of the heat generated inside the
(付記)
なお、上記では、RFIDタグ1a〜1eのそれぞれについて説明した。しかし、これに限らず、RFIDタグ1a〜1eのうち、少なくとも二つ以上を組み合わせても構わない。(Appendix)
In the above description, each of the RFID tags 1a to 1e has been described. However, the present invention is not limited to this, and at least two of the RFID tags 1a to 1e may be combined.
本発明に係るアンテナモジュールは、高い信頼性を有しており、RFIDタグや非接触ICカード等に好適である。 The antenna module according to the present invention has high reliability and is suitable for an RFID tag, a non-contact IC card, and the like.
1a〜1e アンテナモジュール(RFIDタグ)
7 取付対象物
E 外周側端部
S 内周側端部
11 ICチップ
13 積層体
15 アンテナ素子
17 ビア導体
31 絶縁性基材
41 コイルパターン
43 引出導体パターン
51,57 封止層1a to 1e Antenna module (RFID tag)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 Attachment object E Outer peripheral side edge part S Inner peripheral
Claims (15)
前記アンテナ素子は、
所定方向に並ぶ複数のコイルパターンと、
前記所定方向に隣り合う二個のコイルパターン同士を電気的に接続する複数のビア導体と、を含んでおり、
前記複数のコイルパターンのうち少なくとも一つは、前記主面の外縁に対して実質的に平行にかつ三ターン以上巻回されたスパイラル形状を有しており、
前記複数のビア導体の一つは、前記少なくとも一つのコイルパターンの外周側端部に接合され、前記複数のビア導体の他の一つは、該コイルパターンの内周側端部に接合され、
前記少なくとも一つのコイルパターンは、
前記外周側端部を含む第一部分パターンと、
前記第一部分パターンに平行で、第一線間ギャップをあけて該第一部分パターンと隣接する第二部分パターンと、
前記第二部分パターンに平行で、前記第一線間ギャップよりも小さな第二線間ギャップをあけて該第二部分パターンと隣接する第三部分パターンと、を少なくとも有する、アンテナモジュール。 An antenna module comprising a laminate having a main surface and made of an insulating material, an IC chip provided in the laminate, and an antenna element connected to the IC chip,
The antenna element is
A plurality of coil patterns arranged in a predetermined direction;
A plurality of via conductors that electrically connect two coil patterns adjacent in the predetermined direction, and
At least one of the plurality of coil patterns has a spiral shape that is wound substantially three turns or more substantially parallel to the outer edge of the main surface,
One of the plurality of via conductors is bonded to the outer peripheral side end of the at least one coil pattern, and the other one of the plurality of via conductors is bonded to the inner peripheral side end of the coil pattern,
The at least one coil pattern is:
A first partial pattern including the outer peripheral end,
A second partial pattern that is parallel to the first partial pattern and that is adjacent to the first partial pattern with a gap between the first lines;
An antenna module having at least a third partial pattern that is parallel to the second partial pattern and that is adjacent to the second partial pattern with a second inter-line gap smaller than the first inter-line gap.
前記第一部分パターンの線幅と、前記第四部分パターンの線幅とは同じである、請求項1または2に記載のアンテナモジュール。 The at least one coil pattern further includes a fourth partial pattern extending toward the outer peripheral side end and perpendicular to the first partial pattern,
Wherein a line width of the first partial pattern, wherein the line width of the fourth portion pattern is the same, the antenna module according to claim 1 or 2.
前記アンテナモジュールは、前記主面に搭載された前記ICチップを封止する封止層を、さらに備え、
前記封止層の表面が対象物に取り付けられる、請求項1〜4のいずれかに記載のアンテナモジュール。 The IC chip is mounted on the main surface of the laminate,
The antenna module further includes a sealing layer for sealing the IC chip mounted on the main surface,
The antenna module according to claim 1, wherein a surface of the sealing layer is attached to an object.
前記一方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンと、前記他方のコイルパターンに設けられる引出導体パターンとは互いに直交する、請求項10に記載のアンテナモジュール。 The lead conductor pattern is provided on one and the other of two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction,
The antenna module according to claim 10, wherein the lead conductor pattern provided on the one coil pattern and the lead conductor pattern provided on the other coil pattern are orthogonal to each other.
前記所定方向に隣接する二個のコイルパターンにおいて、所定方向からの平面視で、外周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じであり、内周側端部に設けられるビア導体の位置は互いに同じである、請求項1〜12のいずれかに記載のアンテナモジュール。 The antenna element includes at least three coil patterns arranged in the predetermined direction in the multilayer body, and a plurality of via conductors connecting two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction,
In the two coil patterns adjacent to each other in the predetermined direction, the positions of the via conductors provided at the outer peripheral end in the plan view from the predetermined direction are the same, and the via conductors provided at the inner peripheral end The antenna modules according to claim 1, wherein are the same as each other.
各前記コイルパターンにおいて、前記第一部分パターンの数と前記第二部分パターンの数は異なっており、かつ、前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは同じである、請求項1〜13のいずれかに記載のアンテナモジュール。 The plurality of coil patterns have at least a first partial pattern and a second partial pattern through which currents in opposite directions flow.
In each of the coil patterns, the number of the first partial patterns and the number of the second partial patterns are different, and in the antenna element, the total number of the first partial patterns and the total number of the second partial patterns are the same. The antenna module according to any one of claims 1 to 13.
前記アンテナ素子において、前記第一部分パターンの総数と前記第二部分パターンの総数とは異なっている、請求項1〜13のいずれかに記載のアンテナモジュール。 The plurality of coil patterns have at least a first partial pattern and a second partial pattern through which currents in opposite directions flow.
The antenna module according to claim 1, wherein in the antenna element, a total number of the first partial patterns is different from a total number of the second partial patterns.
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